공구 및 다이의 초경

금속 바인더 함량과 입자 크기의 다양한 조합이 가능한 탄화물은 다양한 응용 분야에 사용됩니다.

탄화물이라는 단어는 일반적으로 높은 경도와 금속 특성을 특징으로 하는 재료 그룹을 설명합니다. 1921년에 개발된 최초의 탄화물은 매우 단순했으며 주로 선삭 가공에 사용되었습니다. 금속 광택과 상대적으로 우수한 전기 및 열 전도성은 탄화물이 도입되기 오래 전에 연마재로 사용되었던 비금속 경질 재료와 결정적으로 구별됩니다.

카바이드는 경질 재료상과 결합제 금속상으로 구성된 2상 분말 야금(PM) 재료입니다. 단단한 소재는 필요한 내마모성을 제공하고 바인더 금속은 적절한 인성을 보장합니다. 금속 바인더 함량과 입자 크기의 다양한 조합으로 인해 탄화물은 다양한 응용 분야에 사용됩니다(참조:상단의 이미지).

공구 및 금형 산업에서 가장 일반적으로 사용되는 탄화물은 텅스텐 카바이드(경질 재료)와 코발트(결합제 금속)로 만들어집니다.

공구 및 다이 용도에 적합한 재종을 선택하려면 초경에 대한 자세한 지식과 그 특성이 어떻게 영향을 받는지 아는 것이 중요합니다. 두 가지 주요 가능성이 있습니다.

평균 입자 크기가 작아질수록 초경은 더 단단해지고 내마모성이 높아지며 부서지기 쉽습니다. 평균 입자 크기가 커질수록 재료는 더 부드럽고 단단해집니다.

바인더 함량이 높을수록 등급이 더 부드럽고 단단해지며, 바인더 함량이 낮을수록 더 단단하고 내마모성 및 부서지기 쉽습니다(참조:그림 1).

특성에 영향을 미치는 또 다른 방법은 크롬 카바이드(CrC), 바나듐 카바이드(VC), 티타늄 카바이드(TiC), 탄탈륨 카바이드(TaC)(g 상이라고도 함)와 같은 다른 합금 구성 요소를 사용하는 것입니다. 이러한 합금 구성 요소는 도핑이라고도 하는 최소량으로 사용되며 고온에서 내식성, 인성 및 강도와 같은 특성을 향상시키거나 소결 중에 입자 성장 억제제로 작용할 수 있습니다.

취성 및 경도로 인해 재료의 횡파괴 강도 및 균일한 마모 측면에서 재료의 균질성이 매우 중요합니다(참조:그림 2).

공구 및 다이에 사용될 때 초경에는 몇 가지 다른 특성이 필수적입니다.

와이어 방전 가공(EDM) 펀치를 사용하여 0.065인치 두께의 스테인리스강 블랭킹 작업에서 여러 등급을 비교했습니다.

그림 1더 크게 보려면 이미지를 클릭하십시오. 평균 입자 크기와 코발트 함량은 여러 탄화물 특성에 영향을 미칩니다.

선택된 첫 번째 등급은 15% 서브미크론이었습니다. 이는 500번의 안타 후에 풀백 치핑을 보여주었습니다(참조:그림 4 ). 철저한 분석 결과, 표면 품질이 부족하고 부식이 발생하여 절삭날을 따라 마모가 발생하는 것으로 나타났습니다. 철수하는 동안 펀치가 떨어져 나가서 파괴되었습니다.

2등급은 15%의 거친 곡물이었습니다. 이 재료는 5,000번의 타격 후에 과도한 마모를 보였습니다(참조:그림 5).

세 번째 등급은 내부식성, 12% 중간 입자였습니다. 내식성과 표면 품질로 인해 스탬핑 다이 수명은 50,000히트였습니다. 윤활 개선으로 80,000회까지 지속되었습니다.그림 6).

15% 서브미크론과 12% 중간 입자는 경도가 비슷했지만 12% 등급은 정확한 입자 크기, 코발트 함량 및 내식성으로 인해 표면 품질이 향상된 고품질의 새 재료로 만들어졌습니다.

재료 등급은 충격을 견딜 뿐만 아니라 적용 분야의 모든 요구 사항을 수용해야 합니다. 예를 들어, 재종이 코발트 고갈을 방지하면 공구 수명에 중요한 표면 조도가 향상될 수 있습니다. 코발트 함량을 줄이면 풀백 치핑의 원인이 되는 마손 가능성이 줄어듭니다. 마지막으로, 버진 카바이드는 높은 경도를 유지하면서 높은 충격 수준을 견딜 수 있습니다.